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Vorrichtung zur Herstellung regulierbarer elektrischer Widerstände mit nicht linearem Widerstands- verlauf.
Regulierbare Hoehohmwiderstände, z. B. für Rundfunkgeräte, stellt man gewöhnlich in der Weise her, dass als Widerstandselement eine Halbleiterschicht, z. B. eine Schicht aus Kohle, verwendet wird.
Häufig besteht dabei die Notwendigkeit, den Widerstandswert der Widerstandsschicht nicht linear, sondern nach einer logarithmischen oder einer andern Kurve verlaufen zu lassen. Diesem Erfordernis versuchte man bisher in der Weise gerecht zu werden, dass man zur Bildung der Widerstandsschicht mehrere, in ihrem Widerstandswert voneinander abweichende Stücke aneinanderreihte. Auf diese Weise ist es jedoch nur möglich, einen Widerstand zu erhalten, dessen Widerstandswertverlauf der gewünschten Kurve bloss grob angenähert entspricht, da die einzelnen Abschnitte der Widerstandsbahn je für sich einen linearen Widerstandsverlauf haben, so dass die tatsächliche Kurve des Widerstandsverlaufes sich bestenfalls aus Tangenten an die gewünschte Widerstandskurve zusammensetzen kann.
Dabei ergibt sich noch der Nachteil, dass an dem Zusammenstoss zweier Widerstandsabschnitte Unregelmässigkeiten entstehen, da der Widerstandsverlauf hier eine Diskontinuität aufweist.
Es sind nun bereits auch Widerstände bekannt, bei welchen zwei auf einem isolierenden Träger angebrachte, keilförmig gestaltete Graphitstäbe von einem Schleifer mit zwei Abnahmestellen befahren werden. In diesem Falle sind also durchwegs aus dem gleichen Material bestehende Halbleiterelemente vorhanden, welche eine vollständig kontinuierliche (stufenlose) Änderung der Schichtdicke aufweisen, was zur Folge hat, dass ein nicht linearer Widerstandsverlauf ohne Auftreten von Diskontinuitäten erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zur Herstellung elektrischer Widerstände mit nicht linearem Widerstandsverlauf zum Gegenstande, welche Widerstände auf isolierende Träger aufgebrachte Halbleiterschichten aufweisen. Diese Schichten sind, analog wie dies bei den vorhin erwähnten Graphitstäben der Fall ist, durchwegs aus dem gleichen Material hergestellt und weisen eine vollständig kontinuierliche Änderung der Schichtdicke auf. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist im Wesen gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche die Menge des innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes auf den isolierenden Träger aufgebrachten Widerstandsmaterials über die Länge der Widerstandsbahn nach einer vorgegebenen Kurve kontinuierlich ändert.
Soll beispielsweise das Auftragen der Widerstandsschicht auf dem isolierenden Träger nach der bekannten Methode des Besprühen des Trägers mit einem Gemisch, das das Halbleitermaterial und ein Bindemittel enthält, erfolgen, so kann man beispielsweise die zu besprühende Unterlage an der feststehenden Sprühdüse so vorbeiführen, dass diejenigen Stellen, welche mehr Widerstandsmaterial erhalten sollen, langsamer die Sprühdüse passieren als andere Stellen, welche eine dünnere Schicht aufweisen sollen.
In der Zeichnung ist in den Fig. 1 und 2 eine zur Durchführung des eben beschriebenen Vorganges beispielsweise geeignete Einrichtung schematisch dargestellt, u. zw. für die Herstellung eines Widerstandes von der vorwiegend verwendeten kreisrunden Form. Auf der Welle 1 sitzt ein Zahnrad 2, welches mit einer an ihrem unteren Ende eine Rolle 4 tragenden Zahnstange 3 in Eingriff steht. Die Rolle 4 wirkt mit einer Unrundscheibe 5 zusammen, welche von einer auf geeignete Weise angetriebenen Welle 6 getragen wird. Je nachdem, mit welchem Teil der Umfläche der Unrundscheibe die Rolle 4 gerade zusammenwirkt, wird die Zahnstange 3 in der Zeiteinheit um einen grösseren oder kleineren Betrag verschoben und damit die Welle 1 mit grösserer oder geringerer Geschwindigkeit gedreht.
Auf die Welle 1
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ist der kreisrunde Widerstandsträger 7 derart aufgesetzt, dass er die Drehung der Welle 1 mitmacht.
Vor dem Träger 7 ist eine. Blende 8 mit einem Schlitz 9 angeordnet, durch welchen hindurch die. Sprüh- düse 10 das aus dem Halbleitermaterial und einem Bindemittel bestehende Gemisch auf den Träger 7 sprüht. Die Höhe des Schlitzes 9 bestimmt in Verbindung mit den gegenseitigen Abständen des Trägers 7, der Blende 8 und der Austrittsöffnung der Sprühdüse 10 die Breite der herzustellenden Widerstandsschicht.
Die Breite des Schlitzes 9 wird vorteilhaft nur gering gewählt, um Überdeckungen der Besprühung auf dem Träger 7 zu vermeiden. Durch Wahl der Form der Unrundscheibe kann jede beliebige gewünschte Änderung der Geschwindigkeit für die einzelnen Phasen der Umdrehung des Trägers 7 und damit die kontinuierliche Änderung des. Widerstandswertes längs der Widerstandsbahn herbeigeführt werden.
Statt den-Träger 7 durch die Unrundscheibe 5 mit veränderlicher Geschwindigkeit anzutreiben
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ganze Fläche des Trägers 7.
Die Menge des längs der Widerstandsbahn auf den isolierenden Träger aufzubringenden Widerstandsmaterials lässt sich ausser durch Veränderung der Geschwindigkeit einzelner der Teile 7, 8 und 10 auch durch Änderung der Abstände dieser Teile voneinander bei konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit der jeweils angetriebenen Teile erzielen. So kann beispielsweise der Träger 7 mit gleichbleibender Geschwindigkeit rotieren, und die Düse 10 kann von einer Unrundscheibe od. dgl. aus derart verschoben werden, dass der Abstand der Mündung der Düse 10 von der feststehenden Blende 8 entsprechend einer gewünschten Kurve des Widerstandsverlaufes geändert wird. Je weiter sich die Düse 10 von der Blende 8 befindet, eine um so geringere Menge an Widerstandsmaterial gelangt durch den Schlitz 9 der Blende 8 auf den isolierenden Träger 7.
Statt die Düse 10 als Ganzes zu verstellen, kann auch nur ein in diese Düse eingebautes Regelglied axial verstellt werden, wie dies in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist. 11 ist ein Konus, welcher auf einer Stange 12 sitzt und je nach seiner Stellung die Austrittsöffnung 13 der Sprühdüse 10 mehr oder weniger freizugeben vermag. Das Ende der Stange 12 trägt eine Rolle 14, welche mit einer Unrundscheibe 15 zusammenwirkt, deren Form der gewünschten Kurve des Widerstandsverlaufes entsprechend gewählt ist. Man könnte auch in die (nicht dargestellte) Pressluftleitung der Sprühdüse 10 ein Regelorgan einbauen, das auf eine ähnliche Weise betätigt wird wie das Regelorgan 11 in Fig. 3 und welches durch Regelung der Pressluftzufuhr die Menge des aus der Düse 10 austretenden Widerstandsmaterials verändert.
Man kann schliesslich dadurch, dass man zwischen Düse 10 und Träger 74ein Prallblech anordnet, welches z. B. wieder von einer Unrundseheibe aus in seiner Neigung verstellt werden kann, eine verschiedene Menge von Widerstandsmaterial auf die einzelnen Stellen der Widerstandsbahn bringen. Statt einer Unrundscheibe kann auch eine andere Führung benutzt werden, welche die Verstellung der Neigung des Prallbleche herbeizuführen imstande ist. Bei nicht zu kompliziertem Widerstandsverlauf genügt auch die Anwendung eines entsprechend gekrümmten, aber feststehenden Prallbleche.
Der erfindungsgemässe Regulierwiderstand, also ein Widerstand, bei welchem die durchwegs aus dem gleichen Material hergestellte Widerstandsschicht eine vollständig kontinuierliche Änderung der Schichtdicke aufweist, kann auch auf anderem Wege als auf dem der Besprühung des isolierenden Trägers mittels einer Sprühdüse erhalten werden. Beispielsweise kann die Widerstandsschicht durch Bestreichen des isolierenden Trägers mit dem Widerstandsmaterial erhalten werden, wobei zur kontinuierlichen Änderung der Schiehtdicke verschiedene der im Vorstehenden im Zusammenhang mit der Auftragung des Materials auf dem Wege des Besprühen beschriebenen Methoden sinngemässe Anwendung finden können.
So kann beispielsweise das die flüssige Widerstandsmasse enthaltende Gefäss mit wechselnder Geschwindigkeit an dem isolierenden Träger vorbeigeführt werden oder es kann dieses Gefäss fixiert und an dessen Austrittsöffnung der isolierende Träger auf analoge Weise mit wechselnder Geschwindigkeit vorbeibewegt werden, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 für den Träger 7 beschrieben wurde.
Auch auf dem bekannten Wege des Aufreibens lassen sich Widerstände nach der Erfindung herstellen, wobei wieder durch Veränderung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Stab od. dgl., von dem das Widerstandsmaterial abgerieben wird, und dem isolierenden Träger oder durch Veränderung des Anreibdruckes usw. die gewünschte kontinuierliche Änderung des Widerstandswertes erreichbar ist.
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Device for producing adjustable electrical resistances with a non-linear resistance curve.
Adjustable high resistance, e.g. B. for radio equipment, is usually made in such a way that a semiconductor layer, z. B. a layer of coal is used.
Often there is a need for the resistance value of the resistance layer not to run linearly, but rather according to a logarithmic curve or some other curve. Attempts have hitherto been made to meet this requirement in such a way that several pieces with differing resistance values were lined up to form the resistance layer. In this way, however, it is only possible to obtain a resistor whose resistance value curve only roughly approximates the desired curve, since the individual sections of the resistance track each have a linear resistance curve, so that the actual curve of the resistance curve is at best made up of tangents can put together the desired resistance curve.
This also results in the disadvantage that irregularities arise at the collision between two resistance sections, since the resistance profile has a discontinuity here.
Resistors are already known in which two wedge-shaped graphite rods attached to an insulating support are passed over by a grinder with two pick-up points. In this case, semiconductor elements consist entirely of the same material and have a completely continuous (stepless) change in the layer thickness, with the result that a non-linear resistance profile is obtained without the occurrence of discontinuities.
The subject of the present invention is a device for producing electrical resistors with a non-linear resistance profile, which resistors have semiconductor layers applied to insulating substrates. As is the case with the graphite rods mentioned above, these layers are consistently made of the same material and have a completely continuous change in layer thickness. The device according to the invention is essentially characterized by a device which continuously changes the amount of the resistance material applied to the insulating support over the length of the resistance track within a certain period of time according to a predetermined curve.
If, for example, the resistive layer is to be applied to the insulating carrier by the known method of spraying the carrier with a mixture that contains the semiconductor material and a binding agent, then, for example, the substrate to be sprayed can be guided past the stationary spray nozzle so that those points which should contain more resistance material, pass the spray nozzle more slowly than other places which should have a thinner layer.
In the drawing, a device suitable, for example, for performing the process just described is shown schematically in FIGS. 1 and 2, u. Zw. For the production of a resistor of the mainly used circular shape. On the shaft 1 sits a gear 2 which is in engagement with a rack 3 carrying a roller 4 at its lower end. The roller 4 interacts with a non-circular disk 5 which is carried by a shaft 6 driven in a suitable manner. Depending on which part of the peripheral surface of the non-circular disk the roller 4 is interacting with, the rack 3 is displaced by a greater or lesser amount in the unit of time and the shaft 1 is thus rotated at greater or lesser speed.
On wave 1
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the circular resistor carrier 7 is placed in such a way that it joins the rotation of the shaft 1.
In front of the carrier 7 is a. Aperture 8 arranged with a slot 9 through which the. Spray nozzle 10 sprays the mixture consisting of the semiconductor material and a binding agent onto the carrier 7. The height of the slot 9, in conjunction with the mutual distances between the carrier 7, the screen 8 and the outlet opening of the spray nozzle 10, determines the width of the resistive layer to be produced.
The width of the slot 9 is advantageously chosen to be only small in order to avoid overlapping of the spray on the carrier 7. By choosing the shape of the non-circular disk, any desired change in the speed for the individual phases of the rotation of the carrier 7 and thus the continuous change in the resistance value along the resistance track can be brought about.
Instead of driving the carrier 7 through the non-circular disk 5 at a variable speed
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entire surface of the carrier 7.
The amount of resistance material to be applied to the insulating substrate along the resistance track can be achieved not only by changing the speed of individual parts 7, 8 and 10 but also by changing the distances between these parts while keeping the speed of rotation of the respective driven parts constant. For example, the carrier 7 can rotate at a constant speed, and the nozzle 10 can be moved from a non-circular disk or the like in such a way that the distance between the mouth of the nozzle 10 and the fixed aperture 8 is changed according to a desired curve of the resistance profile. The further the nozzle 10 is from the diaphragm 8, the smaller the amount of resistance material passes through the slot 9 of the diaphragm 8 onto the insulating carrier 7.
Instead of adjusting the nozzle 10 as a whole, only one regulating element built into this nozzle can be adjusted axially, as is illustrated schematically in FIG. 3. 11 is a cone which sits on a rod 12 and, depending on its position, is able to more or less open the outlet opening 13 of the spray nozzle 10. The end of the rod 12 carries a roller 14 which cooperates with a non-circular disk 15, the shape of which is selected according to the desired curve of the resistance profile. A control element could also be built into the compressed air line (not shown) of the spray nozzle 10, which is operated in a similar manner to the control element 11 in FIG. 3 and which changes the amount of resistance material exiting the nozzle 10 by controlling the compressed air supply.
You can finally by arranging a baffle plate between the nozzle 10 and the carrier 74, which z. B. can be adjusted again in its inclination from a non-circular disk, bring a different amount of resistance material to the individual points of the resistance track. Instead of a non-circular disk, another guide can be used, which is able to bring about the adjustment of the inclination of the baffle plates. If the resistance curve is not too complicated, it is also sufficient to use a correspondingly curved but fixed baffle plate.
The regulating resistor according to the invention, i.e. a resistor in which the resistive layer made entirely of the same material has a completely continuous change in layer thickness, can also be obtained in a different way than by spraying the insulating substrate by means of a spray nozzle. For example, the resistive layer can be obtained by coating the insulating substrate with the resistive material, whereby various of the methods described above in connection with the application of the material by spraying can be used analogously to continuously change the layer thickness.
For example, the vessel containing the liquid resistance mass can be moved past the insulating support at varying speeds, or this vessel can be fixed and the insulating support can be moved past its outlet opening in an analogous manner at varying speeds, as in connection with FIGS. 1 and 2 for the carrier 7 was described.
Resistances according to the invention can also be produced in the known way of rubbing, whereby again by changing the relative speed between the rod or the like, from which the resistance material is rubbed off, and the insulating carrier or by changing the rubbing pressure etc. the desired continuous Change in the resistance value is achievable.
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